Die Beanspruchung und Abdichtung erdberührter Bauteile

Schubladendenken

Kellerabdichtungen sind häufig Schwachstellen von Gebäuden. Die zutreffende Beurteilung der zu erwartenden Wasserbeanspruchung, die richtige Wahl des Abdichtungssystems und eine zuverlässige Detailgestaltung sind von großer Bedeutung. Typische Fehlerquellen bei der Dimensionierung und die neue Regel für Abdichtungskombinationen mit WU-Bauteilen sollte man daher kennen.

Text und Fotos: Rainer Oswald

Ohne die ordnende Klassifizierung von Beanspruchungen und Eigenschaften und die Formulierung von Regeln ist der Komplexität der Bauwirklichkeit nicht sinnvoll beizukommen. Oft wird es aber zur Klassifizierung notwendig, in Problemfeldern mit fließenden Übergängen relativ willkürliche Schnitte festzulegen, um eindeutige Zuordnungen zu ermöglichen. Dieser Bedingungen des Zustandekommens von Klassifizierungen und der darauf aufbauenden Regeln sollte man sich aber immer bewusst bleiben. Dies ist tatsächlich häufig aber nicht der Fall, da unflexibles Schubladendenken bequemer ist. Vor fast zehn Jahren, im November 1999, habe ich an dieser Stelle im Zusammenhang mit Hohlkehlen bei der Kellerabdichtung dazu formuliert:
»Man handelt im Alltag meist aus Erfahrung sowie nach Regeln und Riten, ohne sich ständig der Gründe bewusst zu sein. Das gilt für den gesellschaftlichen Umgang ebenso wie für die Konstruktions- und Ausführungsgewohnheiten beim konventionellen Bauen. Insbesondere bei den traditionellen Bauweisen, zum Beispiel beim Mauern, Putzen, Estrichlegen, Dachdecken, sind die Regeln zum Teil noch historisch gewachsen und das »Warum« mancher Arbeitsschritte kann durchaus im Dunkeln liegen.
Auch zur Beantwortung der Frage, ob eine (noch) nicht schadhafte Werkleistung dauerhaft gebrauchstauglich bleiben wird, beruft sich der Bauleiter bei der Abnahme oder der beurteilende Sachverständige im Streitfall normalerweise auf Regeln, ohne immer bis ins Detail deren Sinn begründen zu können. So notwendig (und bequem) ein solches Verhalten im Alltagsgeschäft auch ist: Die Gefahr von Fehlbeurteilungen und daraus folgenden Fehlentscheidungen ist groß.«
Klassifizierung der Beanspruchung von Bauwerksabdichtungen
Schwerwiegende Folgen kann z. B. eine zu strikt den Buchstaben folgende Anwendung der Klassifizierungs- und Bemessungsregeln der Bauwerksabdichtungsnorm (DIN 18 195, Teil 6, 2000) bei druckwasserbelasteten Kellerbauteilen haben. Es wird nämlich unterschieden zwischen
  • Druckwasser durch Grundwasser und Schichtenwasser und
  • Druckwasser aus zeitweise aufstauendem Sickerwasser bis Gründungs-tiefen von 3 m.
Bei der Anwendung von Bitumenbahnen sind z. B. im ersten Fall (bei Eintauchtiefen bis 4 m) mindestens zwei Bahnenlagen erforderlich, im zweiten Fall ist aber nur eine Bahnenlage notwendig; kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen (KMB) sind im ersten Fall gar nicht, im zweiten nur mit besonderen Auflagen vorgesehen.
So entbrannte kürzlich bei einem Einfamilienhaus anlässlich einer un- dichten Kabeldurchführung in einer einlagigen Bitumenbahnenabdich-tung ein kostspieliger Streit über die Notwendigkeit der völligen Freischachtung und Neuabdichtung des Kellers. Denn es wurde übersehen, dass das Stauwasser vor den erdberührten Kellerwänden nicht nur durch sickerndes Oberflächenwasser, sondern auch durch Schichtenwasser gespeist wurde. In diesem Beanspruchungsfall sei nach DIN 18 195 zweilagig abzudichten.
Rein formal ist diese Beurteilung zwar richtig, bauphysikalisch logisch begründbar ist sie aber nicht. Grundsätzlich »interessiert« es eine Bauwerksabdichtung nicht, welche Herkunft das sie beanspruchende Wasser hat und auf welchen Wegen das Wasser zu ihr gelangt ist. Ob es sich z. B. um von der Oberfläche absickerndes Niederschlagswasser oder um seitlich zudringendes Schichtenwasser oder von unten aufsteigendes Grundwasser handelt, ist insofern abdichtungstechnisch irrelevant. Angesichts der verschiedenen Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der gebräuchlichen Abdichtungsstoffe und -verfahren müssen nur folgende Beanspruchungen unterschieden werden:
1. Beanspruchungen allein durch kapillar im Boden transportiertes Wasser
Dies ist z. B. auf der Unterseite von nicht durch Druckwasser belasteten Bodenplatten der Fall. Eine Abdichtung muss dann nur die kapillare Weiterleitung des Wassers in die zu schützenden Bauteilschichten unterbinden, also die Kapillarporen und kapillarleitfähigen, feineren Risse des Baustoffs schließen bzw. überbrücken.
2. Beanspruchungen durch auf der Abdichtung fliessendes Wasser, das keinen oder nur einen geringen hydrostatischen Druck ausübt
Dies ist z. B. bei erdberührten Wänden im gut wasserdurchlässigen Boden oberhalb des Bemessungswasserstandes oder bei Dächern (Hofkellerdecken) der Fall. Die Abdichtung muss dann neben dem Kapillartransport auch Sickerströmungen durch das zu schützende Bauteil verhindern und daher Risse und andere Unstetigkeiten überbrücken, durch die Wasser strömen könnte. Die Abdichtung muss im Überbrückungsbereich dabei keinen höheren Wasserdruck aufnehmen können.
3. Beanspruchungen durch drückendes Wasser
Dabei deckt sich grundsätzlich die Abdichtungsaufgabe mit der unter 2 bereits dargelegten, nur dass nun an den zu überbrückenden Unstetigkeiten und Rissen auch noch ein Wasserdruck aufzunehmen ist. Insofern ist es bei drückendem Wasser lediglich interessant, die Leistungsfähigkeit der Abdichtung nach der Höhe des einwirkenden Wasserdrucks zu differenzieren. Die Einwirkungsdauer ist dagegen nicht sinnvoll quantifizierbar.
Abdichtungstechnisch richtiger wäre es daher gewesen, in DIN 18 195 im Hinblick auf die Druckwasserbeanspruchung zwischen »schwacher Druckwasserbelastung« (z. B. bis 3 m Eintauchtiefe) und »starker ›
› Druckwasserbelastung« zu unterscheiden, wie dies vor dem Erscheinen der Norm im Jahr 2000 im Aufsatz »Auf dem Weg zu einer modernen Abdichtungsnorm«, Schwachstellen 11/98, an dieser Stelle angeregt wurde.
Die beschriebene, zurzeit in DIN 18 195, Teil 6, vorgenommene Unterscheidung nach der Entstehungsgeschichte des Druckwassers ist insofern bauphysikalisch unglücklich. Sie zielte am Ende des letzten Jahrtausends lediglich darauf ab, die Anwendung einlagiger Bahnenabdichtungen und kunststoffmodifizierter Bitumendickbeschichtungen erst schrittweise für den schwachen Druckwasserbereich zu öffnen. Dies sollte man bei der Beurteilung wissen.
Zu den strengen Regeln, die im Rahmen einer kürzlich veröffentlichten Änderung zu Teil 9 von DIN 18 195 nun endlich durch eine differenzierendere, praxisnahe Vorgehensweise ersetzt werden, gehört auch der strikte Grundsatz der Abdichtungsnorm, dass die Bauwerksabdichtung ohne Material- und Systemwechsel als einheitliche Wanne das zu schützende Bauwerk umschließen soll. Abdichtungskombinationen, etwa von hautförmigen Abdichtungen und WU-Betonbauteilen, waren daher bisher grundsätzlich normgemäß nicht vorgesehen. Solche allgemein üblichen Übergänge zwischen Abdichtungssystemen, die seit mehreren Jahren in der WU-Richtlinie bereits geregelt sind, werden erst in jüngster Zeit auch in DIN 18 195 aufgegriffen.
Der folgende Fall spiegelt die Beurteilungssituation bei Stauwasser und die Probleme bei Abdichtungsübergängen zu WU-Betonbauteilen exemplarisch wider:
Fallbeispiel
In einer kleineren, in rauer Mittelgebirgslage errichteten Eigentumswohnanlage traten bereits bald nach der Fertigstellung Kellerdurchfeuchtungen auf. Das Gebäude war in leichter Hanglage im bindigen Boden deutlich über dem Bemessungswasserstand errichtet worden. Die Bodenplatte war als 24 cm dickes WU-Betonbauteil hergestellt worden. Die Mauerwerkswände der Keller dichtete man mit einlagigen Bitumenbahnen ab. Die sonst zu erwartende Stauwasserbelastung sollte durch Dränmaßnahmen vor den erdberührten Wänden verhindert werden.
Tatsächlich zeigten die erheblichen Kellerdurchfeuchtungen mit großflächigen Pfützenbildungen, dass insbesondere auf der Hangseite des Hauses Stauwasser vor den erdberührten Bauteilen anstand. Aufgrabungen auf der Hangseite brachten dann auch völlig unzureichende Dränmaßnahmen zu Tage: Das Endlos-Dränrohr wies Gegengefälle auf, war nicht sickerfähig und filterfest ummantelt und hatte keine Verbindung zur Dränschicht vor den Kelleraußenwänden. Diese Dränschicht bestand auch lediglich aus einer Noppenbahn ohne eine filterfeste Abdeckung. Das ständig am Pumpensumpf auslaufende und über eine Hebeanlage in die Kanalisation abzuleitende Dränwasser ließ auf einen erheblichen Wasserandrang zum Gebäude schließen. Eine genauere Untersuchung ergab, dass das Gebäude im Bereich eines Schichtenwasserhorizonts steht, der durch die Baugrube angeschnitten worden war.
Sicherlich wäre es im vorliegenden Fall besser gewesen, den Kellerbereich des gesamten Objektes als wasserundurchlässige Wanne aus Beton mit hohem Wassereindringwiderstand nach der WU-Richtlinie zu konzipieren, da die Dränung einen ständigen Wartungs- und Energieaufwand für die Ableitung des Dränwassers zur Folge hat. Der wäre zu vermeiden gewesen. Es stellte sich heraus, dass zudem die einlagige Bahnenabdichtung an vielen Stellen völlig unzureichend verarbeitet war. Insbesondere am Anschluss an die WU-Betonbodenplatte endete die Bahn bereits auf dem Absatz an der Bodenplattenoberseite und war praktisch gar nicht flächig verklebt. Auch sonst wiesen die Anschlüsse z. B. an den Kellerfenstern und in der Wand-fläche grobe Undichtigkeiten auf, zudem lag die Abdichtung in vielen Stellen hohl.
Hier wurde als entscheidende Schadensursache nicht etwa die trotz Schichtenwasser einlagige Ausführung der Abdichtungen diagnostiziert, – die selbst bei sachgerechter Dränung nicht funktionsfähig gewesen wäre –, sondern es wurde zum einen die grob fehlerhafte Dränung, zum anderen und vor allem aber die unzureichende handwerkliche Ausführung der Abdichtung bemängelt. Die Dichtheit der 24 cm dicken WU-Betonbodenplatte vorausgesetzt, wäre es im vorliegenden Fall auch möglich gewesen, die einlagige Bahnenabdichtung druckwasserdicht an Betonkonstruktionen an-zuschließen – wenn nicht der im ungünstigsten Fall geschosshoch einwirkende Wasserdruck die 24 cm dicke Mauerwerkswand statisch überfordert hätte.
Regeln für Übergänge von Abdichtungen auf WU-Beton
Eine Ergänzung der DIN 18 195, Bauwerksabdichtungen, Teil 9 – Durchdringungen, Übergänge, An- und Abschlüsse, Änderung A1 (Entwurfs- fassung vom März 2009), regelt neuerdings nun ausführlich den Übergang zwischen bahnenförmigen Abdichtungen bzw. KMB-Abdichtungen und WU-Betonkonstruktionen. Sie unterscheidet zwischen »adhäsiven« Verbindungen bei Abdichtungen aus KMB und »Übergängen mit Einbauteilen« bei bahnenförmigen Abdichtungen.
Bei adhäsiven Verbindungen ist der Untergrund mechanisch abtragend – etwa durch Fräsen – so vorzubereiten, dass er frei von Verunreinigungen und losen Bestandteilen ist; Kanten müssen gefast werden und Kehlen gerundet sein (s. Abb. 9). Für diesen Anwendungsfall sind nur KMB einsetzbar, die über ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) verfügen, mit dem die Eignung für den Anwendungszweck zum Übergang zu Bauteilen aus Beton mit hohem Wassereindringwiderstand gegen drückendes Wasser geprüft wurde. Die Prüfungen müssten dabei so gestaltet werden, dass sie eine Aussage über die Dauerhaftigkeit der Dichtheit des Übergangs zulassen. Die Abdichtung ist mindestens 150 mm breit auf die Stirnfläche der Bodenplatte zu führen. Die Durchtrocknung ist zerstörend in Teilabschnitten des Stirnseitenbereichs zu überprüfen. Sowohl die Untergrundvorbehandlung als auch diese Prüfung sind zu dokumentieren.
Als Alternative sind bei Bahnen Übergänge mit Einbauteilen vorgesehen. So können prinzipiell Klemmflanschkonstruktionen verwendet werden, die an dieser schwer zugänglichen Stelle allerdings schwierig zu realisieren sind. Gut machbar erscheint eine Lösung mit Kunststoffdichtungsbahnen, wenn an der Bodenplattenstirnseite PVC-Fugenbänder einbetoniert werden (s. Abb. 10).
Im vorliegenden Fall wurde die völlige Erneuerung der Bahnenabdichtung vorgeschlagen. Ein druckwasserdichter Anschluss an die Bodenplattenstirnseite mit Einbauteilen stand nicht zur Diskussion, da die Dränung unverzichtbar war, um eine zu hohe hydrostatische Belastung des Kellermauerwerks auszuschließen.
So wichtig auch die Kenntnis von Klassifizierungen und Regeln ist – es ist mein wesentliches Anliegen in dieser Schwachstellenserie, immer wieder aufzuzeigen, dass starres Schubladendenken aufgegeben werden muss, wenn man dem Einzelfall gerecht werden will. Nur differenzierende Betrachtungen führen zu einer angemessenen, vernünftigen Problemlösung. •
Literaturhinweise:
DIN 18 195-6: 2000-08, Bauwerksabdichtungen, Teil 6: Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser, Bemessung und Ausführung
E DIN 18 195-9/A1: 2009-03, Bauwerksabdichtungen, Teil 9: Durchdringungen, Übergänge, An- und Abschlüsse, Änderung A1
Oswald, Rainer: Schwachstellen –Hohlkehlen bei der Kellerabdichtung. In: db 11/1999, S. 140 ff.
Oswald, Rainer: Schwachstellen – Auf dem Weg zu einer modernen Abdichtungsnorm: db 11/1998, S. 128 ff.
Oswald, Rainer: Schwachstellen – Elementbauweisen für weiße Wannen: db 9/2006, S. 68 ff.
Das Pro + Kontra zu Kombinationsabdichtungen (Übergänge zwischen verschiedenen Abdichtungssystemen und WU-Beton) wurde ausführlich auf den Aachenern Bausachverständigentagen 2002 diskutiert: Tagungsband der Aachener Bausachverständigentage, Wiesbaden 2002